水廠在大面積采砂坑中的回填土地基處理

嚴衛平

摘 要：西北地區某污水處理廠及中水回用工程坐落在高8--12m回填土地基上。本文詳細介紹了地基處理的技術方案、施工措施，為類似工程提供參考。

關鍵詞：土方回填；分層碾壓；強夯

1.工程概況。

某污水處理廠及中水回用工程位于西北地區某工業園區內。近期建設規模為0.5萬m3/d，規劃遠期總規模為1萬m3/d。出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放控制標準》（GB18918-2002）的一級A標準和《污水再生利用工程設計規范》（GB50335-2002）中4.2節水質控制指標。污水處理工藝采用粗格柵+進水泵房+細格柵及曝氣沉砂池+強化脫氮AAO生物反應池+二沉池+高效沉淀及膜分離一體池+清水池工藝。出水作為中水全部回用至企業作為企業的生產用水。本項目采用設計、施工、采購、調試試運行（EPC）總承包模式。廠區所在區域原為沖積沙灘，有大量砂石被當地老百姓偷采，形成了規模巨大、高低不平的采砂明坑，砂坑最深處距設計地坪標高為12m。

2.地基處理的設計

2.1地基處理方式比選

2.1.1設計參數

污水廠需要進行8～12m的土方回填，采用的回填土為黃土狀粉質粘土。經過試驗分析，回填土壓縮模量平均值為6.18MPa，屬于中等壓縮性土，局部具有濕陷性，濕陷下限深度為2.1～2.5m，濕陷性系數0.015～0.016，濕陷層度為輕微，無自重濕陷性。

2.1.2工藝對比

強夯：

定點放線—點夯—平整場地—滿夯—檢測驗收

分層碾壓

定點放線—拉運棄土—平整場地—灑水—碾壓至少8遍—分層檢驗驗收

2.1.3難度對比

強夯：

簡單易行，雨季施工可控性強，施工過程受人為因素較少，技術可控，效果較好。

分層碾壓

繁瑣，回填碾壓變數多，須避開雨季施工（如遇雨水浸泡，須清除本層并重新壓實檢測），施工過程受人為因素較大，過程控制難度大，效果難保證。

通過對比，初步擬定地基處理方案為強夯，與分層碾壓相比，還有如下兩點優勢：

1）施工地點遠離市區和村莊，不受震動、噪聲等環境影響，有利于強夯。

2）廠區現有土質較差，土體擾動較大，且分布不均勻，分層碾壓需要將表面淤泥質土清除，工程量很大，而強夯則可簡化此環節。

2.2強夯設計方案

強夯需要處理的加固深度，最深處為13m左右。對于夯擊能和加固深度的對應關系，《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）提供了參考值：當加固深度為10m時需要的夯擊能為12000kN·m，為重夯擊能。重夯擊能與輕、中夯擊能相比，有施工費用高、設備運輸困難、施工便利性差等劣勢。綜合考慮經濟性以及施工難度，采用輕夯擊能進行兩次強夯方案，即在設計地坪下7m及設計地坪位置進行兩次強夯，夯擊能3000kN·m，有效加固深度6m，可以滿足要求。夯點間距為1.25倍夯錘直徑，分兩次夯擊，主夯和副夯間隔布置。主夯和副夯完成后進行滿夯，滿夯夯擊能1000kN·m，滿夯搭接1/4錘印。

3.施工流程及要點

3.1.土方回填

回填土取自五公里外的山坡上，采用自卸車運輸，土方回填順序為由近到遠依次回填。在土方回填時，每回填1.5m左右便用推土機對場地進行簡單平整，然后用壓路機壓實1～2遍，使得場地在回填到位準備強夯時，土體有一定強度，便于強夯施工。

3.2強夯

3.2.1步驟

1）場地平整后，標出第一遍夯點位置，并測量場地高程。

2）夯機就位，使夯錘對準夯點位置。

3）測量夯前錘頂高程。

4）將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平。

3.2.2實施細則

強夯使用的夯錘重20t，設定落距15m。強夯之前進行試夯，要求為最后兩擊沉降量之差不大于50mm、夯坑周圍地面不發生過大的隆起、不因夯坑過深發生提錘困難為停錘標準。經過試夯確定每個點夯擊次數為8～10擊。

正式強夯前，先通過測量標識夯擊點位置，然后起重機就位，將夯錘起吊到預定高度，自由下落進行夯擊。夯擊次數在第8次時開始測量沉降量，如果連續兩次沉降差不大于50mm時，結束此夯點的夯擊。完成強夯和滿夯后，再進行場地平整并經過碾壓，全部地基處理施工結束。

3.3檢測及結果

1）強夯結束20天左右進行檢測。

2）現場采用大壓板載荷試驗方法進行。

3）每個建筑物地基檢測點不少于3個。

4）經檢測，全部達到設計文件要求，即承載力特征值不小于170kpa，壓縮模量不小于9Mpa

4.結語

通過本項目的策劃到實施，有以下結論：

1. 當填高位土方時，是采用重夯擊能一次完成，還是采用輕夯擊能兩道多次完成，需要進行綜合性比較以及經濟性分析。本項目于采用兩次夯擊完成，取得了良好的效果。

2. 在具備條件情況下，強夯是處理大面積填方地基加固的優選方案。

3. 強夯是目前最經濟的地基處理方式。

參考文獻

[1] 《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）

[2] 滕延京. 建筑地基處理技術規范應用與理解. 中國建筑工業出版社 2013

[3] 建筑施工手冊第五版編印組 建筑施工手冊（第五版）縮印本 中國建筑工業出版社 2013

[4] 李大忠，強夯法加固濕陷性黃土后承載力的研究 巖土工程技術 2000